架空線路導(dǎo)線線夾發(fā)熱問(wèn)題分析及應(yīng)對(duì)措施

莊佳煜

【摘 要】導(dǎo)線線夾是架空線路的重要金具，也是線路運(yùn)行的一大薄弱點(diǎn)，在運(yùn)行中出現(xiàn)的發(fā)熱現(xiàn)象，嚴(yán)重危及線路的運(yùn)行安全。本文通過(guò)對(duì)線夾發(fā)熱機(jī)理的分析，發(fā)熱原因的探究，提出預(yù)防和處理措施，以期提高線路供電的可靠性。

【關(guān)鍵詞】線夾；發(fā)熱；分析；預(yù)防

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全球氣候變暖趨勢(shì)和電力設(shè)備的老化，架空線路發(fā)熱缺陷是近年來(lái)運(yùn)行中的多發(fā)缺陷，特別是在迎峰度夏期間，隨著負(fù)荷率的上升，發(fā)熱點(diǎn)出現(xiàn)的頻率整體呈上升態(tài)勢(shì)，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生很大影響，有必要進(jìn)行分析發(fā)熱原因并提出預(yù)防控制措施來(lái)減少線夾發(fā)熱。

一、線夾的使用

在架空線路中，線夾是必不可少的金具。在架空線路上，我們常見(jiàn)的有使用壓接型耐張線夾，在導(dǎo)線端以液壓的方式連接導(dǎo)線，經(jīng)引流板用螺栓連接跳線；也有使用固定型懸垂線夾支持導(dǎo)線，使其固定在直線塔絕緣子串或跳線絕緣子串上；還有并溝線夾等等。

二、線夾發(fā)熱機(jī)理分析

線夾的發(fā)熱量、散熱量受環(huán)境（溫度、濕度等）、接頭接觸面狀態(tài)負(fù)荷以及線夾溫度等因素的影響。發(fā)熱量與散熱量之間有一個(gè)平衡點(diǎn)，如發(fā)熱量大于散熱量，線夾的溫度就持續(xù)上升，線夾發(fā)熱，嚴(yán)重的肉眼可看到線夾表面發(fā)紅。

根據(jù)熱量的表達(dá)方程式 ；（Q：線夾的發(fā)熱量；I：通過(guò)線夾的電流；R：線夾電阻；t：時(shí)間），可知，線夾發(fā)熱量與電流成正比關(guān)系，夏季用電高峰，電流相比以往增加很多，直接導(dǎo)致線夾發(fā)熱量成平方增加，另外夏季高溫天氣不利于散熱，這也是迎峰度夏期間，線夾發(fā)熱頻發(fā)的原因。另外，電阻的大小是由導(dǎo)體的性質(zhì)決定的，金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大。當(dāng)線夾溫度升高，熱量不能及時(shí)散發(fā)出去，就會(huì)導(dǎo)致線夾的電阻增加，從而加劇線夾升溫。根據(jù)電阻的表達(dá)方程式 ；（ρ：電阻率；L：物體長(zhǎng)度；S：物體橫截面積），可知，如果線夾存在螺栓松動(dòng)或者存在雜質(zhì)時(shí)，其接觸面積會(huì)減小，則接觸電阻會(huì)增大，從而引起線夾發(fā)熱。

三、線夾發(fā)熱原因分析

（一）從材料角度分析，有以下原因

1.線夾材料不規(guī)范，線夾制作過(guò)程中，銅和鋁摻雜一些雜質(zhì)，大大影響其導(dǎo)熱性能；

2.螺栓未采用嚴(yán)格的防銹處理，導(dǎo)致螺栓銹容易蝕松脫；

3.存在螺栓孔徑不一致的現(xiàn)象；

（二）從施工工藝角度分析，有以下原因

1.螺栓緊固不到位，由于接頭在安裝過(guò)程中，受人為因素影響大，施工人員資質(zhì)欠佳，往往難以保證施工質(zhì)量，施工時(shí)未使用力矩扳手對(duì)螺栓的受力進(jìn)行校驗(yàn)，連接螺栓應(yīng)逐個(gè)緊固， 4.8級(jí)以上的螺栓扭矩標(biāo)準(zhǔn)值由設(shè)計(jì)規(guī)定，若設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)，宜按 4.8級(jí)螺栓的扭緊力矩標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2.安裝時(shí)，緊固件上下沒(méi)有放置彈簧墊圈，受氣溫?zé)崦浝淇s的影響而松動(dòng)；

3.接觸面處理不當(dāng)，在施工過(guò)程中，施工人員對(duì)導(dǎo)線接頭接觸面處理不當(dāng)，未使用光潔面作為接觸面，或引流板接觸表面不平整未經(jīng)處理，利用導(dǎo)電脂掩蓋缺陷，導(dǎo)電脂失效后，發(fā)熱問(wèn)題陡然嚴(yán)重；

4.線夾大小與導(dǎo)線不匹配，導(dǎo)線連接點(diǎn)前后截面及導(dǎo)流能力不匹配，導(dǎo)線線徑過(guò)大時(shí)造成導(dǎo)線受損，導(dǎo)線線徑過(guò)小導(dǎo)致接觸面積不足；

5.壓接工藝不過(guò)關(guān)，壓接施工過(guò)程中，沒(méi)有清洗導(dǎo)線及壓接管，引流板與跳線設(shè)備線夾之間未涂抹導(dǎo)電脂或去除氧化層；耐張線夾引流板與跳線設(shè)備線夾未能緊密相貼合；

（三）從運(yùn)行角度分析，有以下原因

1.溫度變化。由于螺栓式線夾的夾板及緊固螺栓（鐵質(zhì)）和導(dǎo)線（鋁質(zhì)）的材料不同，鋁的熱膨脹系數(shù)大于鐵的熱膨脹系數(shù)，在運(yùn)行中隨著負(fù)荷電流及溫度的變化，其膨脹及收縮程度將因差異而產(chǎn)生蠕變，蠕變過(guò)程與接頭處的溫度還有很大關(guān)系。引流板因過(guò)熱而膨脹，使接觸表面位置錯(cuò)開(kāi)，形成微小空間而氧化，當(dāng)溫度降低時(shí)，引流板會(huì)收縮，但是由于接觸面被氧化膜覆蓋，回不到最初的狀態(tài)。因此，每次溫度的變化的循環(huán)所增加的接觸電阻，會(huì)使下次循環(huán)的熱量增加，最終使得線夾續(xù)處發(fā)熱腐蝕劣化。

2.機(jī)械力作用。導(dǎo)線連接部位在風(fēng)力或振動(dòng)等機(jī)械力的作用下，以及線路周期性的負(fù)荷變化，使導(dǎo)線壓接螺栓松動(dòng)。尤其是耐張線夾，振動(dòng)使耐張線夾處的導(dǎo)線磨損嚴(yán)重，連接處的接觸面積也增大。

3.環(huán)境影響。線路運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，因受雨、雪、霧、有害氣體及酸、堿、鹽等腐蝕性塵埃的污染和侵蝕，加上近年來(lái)全球氣候變暖，霧霾天氣天數(shù)的增加，這也會(huì)造成連接金具連接處銹蝕和氧化，氧化層會(huì)使金屬接觸面的電阻率增加幾十倍或者上百倍。

四、應(yīng)對(duì)措施

為了解決線路連接處發(fā)熱問(wèn)題，通過(guò)對(duì)以往發(fā)熱缺陷的分析，提出以下應(yīng)對(duì)架空線路線夾發(fā)熱的措施，希望能有效預(yù)防同類問(wèn)題，避免故障發(fā)生，提高電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性。

（一）基建及技改工程中，應(yīng)做好以下工作

1.加大圖紙的審查力度，運(yùn)行單位一般都會(huì)參加圖紙的審查，對(duì)圖紙的審查必須認(rèn)真仔細(xì)，尤其是在導(dǎo)線、懸垂線夾、耐張線夾的選型時(shí)必須認(rèn)真審查，保證導(dǎo)線與線夾在匹配的基礎(chǔ)上增加線夾的接觸面積，減少電阻，可以適當(dāng)提出選用引流板較大的耐張線夾等建議。

2.從材料入手，對(duì)金具質(zhì)量嚴(yán)格要求。架空線路的金具數(shù)量繁多，容易出現(xiàn)劣質(zhì)產(chǎn)品渾水摸魚(yú)。線夾及其他接續(xù)金具，應(yīng)根據(jù)需要選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，載流量及動(dòng)熱穩(wěn)定性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，按照金具的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和檢查方法對(duì)金具進(jìn)行驗(yàn)收，堅(jiān)決杜絕劣質(zhì)違規(guī)產(chǎn)品入網(wǎng)運(yùn)行。

3.提高施工的工藝質(zhì)量，壓接工序應(yīng)該實(shí)行嚴(yán)格的資格認(rèn)證制度，施工人員應(yīng)該具有相關(guān)知識(shí)并經(jīng)培訓(xùn)考試合格的資質(zhì)。在工藝程序上，合理選擇連接用的螺栓、平墊圈和彈簧墊圈。進(jìn)行螺栓緊固時(shí)，螺栓不能擰得過(guò)緊，連接處螺栓必須使用力矩扳手緊固，嚴(yán)格按照緊固力矩的數(shù)據(jù)大小進(jìn)行施工。其次，引流板光潔面連接耐張線夾，嚴(yán)禁在引流板未平整的情況下涂上導(dǎo)電脂；嚴(yán)禁在未打磨粗糙面的情況下，用引流板粗糙面反裝連接耐張線夾； 引流板打孔后必須清理接觸面表面污垢、飛邊及毛刺，打磨接觸面使其光滑，涂上導(dǎo)電脂，最后才能連接耐張線夾；引流板套入導(dǎo)線時(shí)，施工人員錘擊引流板頂端時(shí)必須加墊木；

4.嚴(yán)把驗(yàn)收關(guān)，要求施工單位的3級(jí)驗(yàn)收制度，施工單位應(yīng)做好自檢記錄，并將自檢表單作為申請(qǐng)線路驗(yàn)收的基本材料。明確驗(yàn)收時(shí)必須檢查耐張線夾、懸垂線夾等金具的安裝情況，并記錄在案。

5.提前介入重點(diǎn)工程，重點(diǎn)工程規(guī)模大，工期緊，往往會(huì)忽視工程的質(zhì)量。運(yùn)行單位在工程驗(yàn)收前會(huì)同建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位到施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行抽檢，在關(guān)鍵工藝節(jié)點(diǎn)提前介入，及早提出處理意見(jiàn)，可以將缺陷消滅在萌芽狀態(tài)，更好地提升工程質(zhì)量。

（二）線路運(yùn)行維護(hù)中，應(yīng)做好以下工作

1.紅外測(cè)溫是檢測(cè)線夾發(fā)熱的一個(gè)手段，對(duì)運(yùn)行線路使用紅外熱成像儀進(jìn)行定期的測(cè)溫，可以考慮優(yōu)先對(duì)新投運(yùn)的線路、運(yùn)行超過(guò)20年線路、重載線路、曾發(fā)現(xiàn)過(guò)缺陷的同類型同批次設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)有發(fā)熱的線夾，做好測(cè)溫記錄和復(fù)測(cè)，明確測(cè)溫中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，規(guī)范測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的記錄和分析；

2.通過(guò)主動(dòng)申請(qǐng)停電和結(jié)合停電機(jī)會(huì)對(duì)發(fā)熱的線夾盡早安排消缺，提高設(shè)備的運(yùn)行水平；定期開(kāi)展打開(kāi)線夾檢查工作，檢查懸垂線夾的導(dǎo)線及金具有無(wú)損傷，耐張線夾的引流板螺栓是否松動(dòng)，有無(wú)燒傷痕跡等等，做到防范于未然。

五、結(jié)束語(yǔ)

控制導(dǎo)線線夾發(fā)熱，既要在前期確保施工工藝，安裝質(zhì)量，又要在后期的運(yùn)行維護(hù)中加強(qiáng)監(jiān)視和測(cè)溫，應(yīng)堅(jiān)持從發(fā)熱部位，發(fā)熱設(shè)備的投運(yùn)時(shí)間，發(fā)熱設(shè)備的線路負(fù)載情況出發(fā)統(tǒng)計(jì)出發(fā)熱概率分布情況，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，以便有效的控制和預(yù)防導(dǎo)線線夾發(fā)熱，從而保證線路的安全運(yùn)行。

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